氮素（N）在植物生長和品質發育中起著重要的作用。然而，農作物的氮肥利用效率普遍較差。全球范圍內，用于農業的氮肥約有50%未被植物吸收，而是以氨（NH3）、硝酸鹽（NO3-）、氮氧化物（NOx）等形式流失到環境中，造成嚴重的環境破壞和氣候變化。 

　　鉀（K）是主要的礦質營養素，是植物生長的關鍵。它對提高作物產量和品質起著重要作用。因此，全球鉀肥需求將增加，預計2023年將達到約4570萬公噸。長期大規模施用鉀肥可能對土壤氮素轉化過程和全球N₂O排放產生重大影響，因為添加K⁺可以通過與NH₄⁺競爭土壤吸附位點直接改變土壤氮的有效性，或通過植物對的N吸收利用影響根際環境而間接影響氮代謝相關微生物的活性。然而，很少有研究強調鉀肥對N₂O產生及其相關微生物的影響。 

　　中國科學院水生植物與流域生態重點實驗室、武漢植物園農業環境生態學科組李志國副研究員、陳鵬助理研究員和劉毅研究員，以武漢市郊區的農田土壤為材料，采用六種肥料處理（含鉀和兩種氮源）進行了盆栽試驗。采用靜態氣相色譜法和高通量測序法，研究了K與不同形態氮的交互作用對N₂O通量和硝化反硝化微生物群落豐度的影響。與不施肥對照（CK）相比，硝態氮、氨氮和鉀肥的施用顯著增加了N₂O的排放。但是，鉀和硝態氮肥的聯合施用顯著降低了平均N₂O排放量28.3%，而鉀和銨態氮的聯合施用則增加了22.7%。氨氧化古菌（AOA）和氨氧化細菌（AOB）中硝化基因amoA的豐度隨施氮和鉀肥的變化而變化，而反硝化基因narG、nirK和norl與N₂O的排放量密切相關。說明氮、鉀肥及其交互作用主要通過改變土壤-植物系統中反硝化微生物功能基因的豐度來影響N₂O的排放。氮鉀配施下，土壤反硝化微生物副球菌屬、Rubrivivax屬、地桿菌屬、鏈霉菌屬和菌絲屬是調控土壤N₂O的排放的關鍵物種。 

　　本研究得到國家重點研究發展計劃（項目編號2016YFD0200108）、國家自然科學基金（項目編號41501313）和中國科學院知識創新計劃（項目編號Y455434I02）的資助。研究成果以K fertilizer alleviates N₂O emissions by regulating the abundance of nitrifying and denitrifying microbial communities in the soil-plant system為題，發表在國際期刊Journal of Environmental Management上(IF=5.641)。 

　　論文鏈接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479721006411